新一代望远镜竞赛

到这个十年末，几架全新的望远镜将会完工。其中的每一架与目前的望远镜相比，都堪称巨无霸。它们也许能回答有关我们宇宙的一些关键问题，开启天文学的新纪元。

天文学家们正在开展一场新的竞赛，来建造世界上最大的望远镜。4个彼此竞争的项目已经上马，到2020年前应该会在美国夏威夷和智利的山巅看到一系列的巨型天文台。

这些望远镜中每一架的威力都会超过目前地球上正在运转的任何一架望远镜至少十倍。通过窥视更为遥远、更为暗弱的宇宙，它们将引发一场我们对宇宙的认知革命。天文学家们想借此来研究宇宙大爆炸——137亿年前宇宙的创生——之后形成的第一代恒星和星系。这些新的望远镜还有可能探测围绕其他恒星的类地行星，为撞向地球的小行星和陨石做出早期预警。

这些望远镜每一架都预期在2018年前后完工。然而对于每个团队而言，竣工的确切日期却都是一个秘密，他们生怕别人抢了先机。

“成为第一至关重要，”这些超级望远镜之一的设计者加里·桑德斯说，“当你打开一扇窗，第一个透过它望去的人才会看到最精彩的东西。”

桑德斯所参与的是三十米望远镜(TMT)项目。顾名思义，这架望远镜的主镜的有效直径为30米，这表征了它的分辨率和收集光线的能力。作为比较，目前世界上最大的凯克天文台的两架望远镜，它们的主镜直径只有10米。

然而，建造巨型望远镜是极为困难的。因为由普通材料制作的30米镜面会在自身的重量下弯曲变形。不过TMT的设计者相信，通过用492块小型六角形镜面来拼接出一面直径30米的主镜可以解决这个问题。

TMT将会被建在美国夏威夷的莫纳克亚。位于太平洋的中央，莫纳克亚山被绵延数千千米、有热稳定效用的海洋所环抱。此外，它4200米高的山顶附近没有其他的山脉来干扰高层大气。几乎没有城市的灯光会污染那里的夜空，全年的大部分时候，那里的空气也十分洁净、稳定且干燥。因此，莫纳克亚云集了世界上众多的知名天文台，其中也包括了凯克天文台。

与之不同的是，其他3架超级望远镜则建在智利，那里也同样具有极为洁净和稳定的大气条件。大口径全天巡视望远镜(LSST)将会使用复杂的镜面系统来使之变成一架超级数码相机。它在几个夜晚就能拍摄整个夜空的四色图像。这些星空图像将通过Google向公众开放提供。

同在智利的巨麦哲伦望远镜(GMT)将使用7块镜面，每一块的直径为8.4米。其中的6块会围绕第7块组成花瓣形。这一构形会使得它的集光能力相当于一架24.5米的望远镜。

最后则是所有这些超级望远镜中的巨无霸——欧洲特大望远镜(E-ELT)。它直径42米，由1000块六边形的镜面拼接而成，所能收集的光是凯克的15倍。E-ELT不仅能发现围绕其他恒星的类地行星，还能探测它们是否具有海洋和陆地。

这些望远镜都将使用最先进的技术，例如超薄的镜面反射材料和尖端的制导系统——只有这样，来自不同镜面的光线才能被合成一个图像。然而这些技术都不便宜，每架望远镜的成本都会达到10亿美元甚至更多。

对于科学设备而言，这也许是一个极为高昂的价格。但和下一代空间望远镜——美国宇航局计划于2014年发射的、直径6.5米的詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST)——比起来，其70亿美元的成本是所有4架新的地面望远镜成本总和的将近2倍。

而且，如果在夏威夷或者智利望远镜的某个部件出了故障，那么工程师和技术人员可以赶到那里现场解决问题。但如果太空中的JWST出了问题，就只能干瞪眼了。

三十米望远镜(TMT)： 深入前所未见的宇宙

“我们知道的越多，宇宙就变得越神秘，需要人类更多的创造力迈向下一步。”

——杰里-纳尔逊(美国加州大学圣克鲁兹分校TMT项目科学家)

在伽利略用自制的望远镜彻底变革了人类对宇宙的观念之后400年，一架正在建造的巨型望远镜将会为人类带来更多有关宇宙的更新、更深层的认识。